Perbedaan antara semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik: memahami sifat-sifat dasar kedua jenis semikonduktor serta aplikasi praktisnya dalam elektronik.
Apa Perbedaan Antara Semikonduktor Intrinsik dan Ekstrinsik?
Semikonduktor adalah bahan yang memiliki konduktivitas listrik antara konduktor (seperti tembaga dan aluminium) dan isolator (seperti karet dan kaca). Ada dua jenis utama semikonduktor: semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. Masing-masing memiliki karakteristik dan penggunaan yang berbeda dalam dunia elektronik. Mari kita bahas perbedaan di antara keduanya.
Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor murni tanpa ada kotoran atau doping yang ditambahkan. Bahan dasar yang umum digunakan adalah silikon dan germanium.
- Konduktivitas: Sangat rendah pada suhu ruangan karena jumlah elektron bebas dan lubang (hole) sangat sedikit.
- Listrik Termal: Konduktivitas listrik dapat meningkat dengan kenaikan suhu karena energi panas menyebabkan lebih banyak elektron melompat dari pita valensi ke pita konduksi.
- Elektron dan Lubang: Dalam semikonduktor intrinsik, konsentrasi elektron (ne) sama dengan konsentrasi lubang (nh).
Contoh umum persamaan untuk menggambarkan kondisi semikonduktor intrinsik adalah:
ni = ne = nh
di mana ni adalah konsentrasi pembawa intrinsik, ne adalah konsentrasi elektron, dan nh adalah konsentrasi lubang.
Semikonduktor Ekstrinsik
Semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor yang telah didoping dengan elemen-unsur tertentu untuk meningkatkan konduktivitasnya. Ada dua jenis doping yang biasanya digunakan: tipe-N dan tipe-P.
Semikonduktor Tipe-N
- Doping: Ditambahkan elemen donor (seperti fosfor atau arsen) yang memiliki elektron valensi lebih banyak dari silikon.
- Konduktivitas: Elektrodeon bebas dari donor meningkatkan konduktivitas.
- Elektron Mayoritas: Elektron adalah pembawa mayoritas, sementara lubang adalah pembawa minoritas.
Dalam persamaan kimia, ini bisa digambarkan sebagai:
n >> p
di mana n adalah konsentrasi elektron dan p adalah konsentrasi lubang.
Semikonduktor Tipe-P
- Doping: Ditambahkan elemen akseptor (seperti boron) yang memiliki elektron valensi lebih sedikit dari silikon.
- Konduktivitas: Lubang yang dihasilkan dari elemen akseptor meningkatkan konduktivitas.
- Lubang Mayoritas: Lubang adalah pembawa mayoritas, sementara elektron adalah pembawa minoritas.
Dalam persamaan kimia, ini bisa digambarkan sebagai:
p >> n
di mana p adalah konsentrasi lubang dan n adalah konsentrasi elektron.
Kesimpulan
Perbedaan utama antara semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik terletak pada dopingnya. Semikonduktor intrinsik murni dan memiliki konduktivitas rendah pada suhu ruangan, sementara semikonduktor ekstrinsik didoping untuk meningkatkan konduktivitasnya dengan menambahkan elemen donor atau akseptor. Pemahaman tentang perbedaan ini sangat penting dalam desain dan aplikasi perangkat elektronik seperti dioda, transistor, dan sirkuit terpadu (IC).
Summary
